Propagation longitudinale des ondes dans un tube : etude des reponses transitoires

• Auteur / Autrice : Isabelle Delagrange Randrianangaly
• Direction : Jérôme Renard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Orléans
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Grédiac, Régis Dufour

Résumé

Il a ete constate, suite a l'usure precoce de tubes d'arme de grande longueur, que des contraintes elevees peuvent apparaitre en paroi interne au moment du tir, nettement superieures a celles pour lesquelles le tube a ete concu. Or, les tubes de canon sont actuellement dimensionnes a l'aide des equations de la statique des milieux continus, a la pression maximale de tir. Ces contraintes sont donc liees a des phenomenes dynamiques. Des travaux publies aux etats unis permettent de dire qu'il s'agit de propagation longitudinale d'ondes axisymetriques. La maitrise de ces phenomenes est importante, afin de pouvoir prevenir les surcontraintes en dimensionnant les tubes en consequence. Le but de ces travaux est d'etudier la propagation longitudinale d'ondes axisymetriques dans un tube, et d'en determiner l'impact sur les contraintes et les deformations subies par le tube. Le tube a ete modelise a partir de la theorie des coques moyennement epaisses, en prenant en compte le cisaillement transverse et l'inertie de rotation de la section droite. Une correction de la contrainte radiale dans l'epaisseur a ete ajoutee, qui s'est averee importante dans le cas d'un tube epais. Les equations du mouvement ainsi obtenues ont ete discretisees a partir des differences finies centrees, et elles ont fait l'objet d'une resolution temporelle explicite, bien adaptee aux phenomenes transitoires. Leur programmation permet d'obtenir les deplacements, contraintes et deformations, pour tous les points du tube, a tout instant du tir. Apres une validation numerique du programme par plusieurs methodes, la simulation a ete confrontee avec l'experience et l'accord s'est avere bon. Une etude parametrique a alors ete menee, afin d'evaluer l'influence de certains parametres tels que la vitesse du projectile ou les efforts subis par le tube au cours du tir. Enfin, les limites du modele ont ete etudiees. Des resultats issus d'un modele elements finis abaqus viennent completer cette etude.